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鋼的成分偏析導(dǎo)致鋼組織、性能的不均勻,這是鋼制零部件提前失效以及鋼性能潛力難以充分發(fā)揮的重要原因之一?,F(xiàn)代生產(chǎn)工藝應(yīng)使鋼的均勻性達(dá)到:轎車齒輪鋼淬透性帶波動為±3HRC;對合金元素控制水平為碳、鎳、鉬含量≤±0.01%,錳和鉻含量≤±0.02%;軸承鋼淬火后的晶粒度為球形且尺寸波動0.8±0. 2μm;抗層狀撕裂鋼(z向鋼)的縱向、橫向和厚度方向的力學(xué)性能,特別是塑、韌性要求大體上相當(dāng)。
(3)超細(xì)組織。超細(xì)組織強(qiáng)化是惟一增加鋼強(qiáng)度而不降低韌性或使韌性略有增加的強(qiáng)化機(jī)制。例如高強(qiáng)度不銹鋼AFC77的晶粒從60μm細(xì)化到2. 3μm,則斷裂韌性KIC從100增加到220MPa·m。核反應(yīng)堆壓力容器鋼板為粗晶時,其輻照脆化溫度范圍為150~250℃而細(xì)晶鋼降到50~70℃。軸承鋼中的碳化物尺寸細(xì)到≤0.5μm,則軸承壽命大幅度提高。




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(3)橋梁鋼
鐵路或公路橋梁承受車輛的沖擊載荷,橋梁鋼要求有一定的強(qiáng)度、韌性和良好的抗疲勞性能,并且對鋼材的表面質(zhì)量要求較高。橋梁鋼常采用堿性平爐鎮(zhèn)靜鋼,成功地采用了普通低合金鋼如16錳、15錳釩氮等。
日常生活用鋼
(1)鍋爐鋼
鍋爐鋼主要指用來制造過熱器、主蒸氣管和鍋爐火室受熱面用的材料。對鍋爐鋼的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高溫強(qiáng)度和耐堿性腐蝕、耐氧化等。常用的鍋爐鋼有平爐冶煉的低碳鎮(zhèn)靜鋼或電爐冶煉的低碳鋼,含碳量Wc在0.16%~0.26%范圍內(nèi)。制造高壓鍋爐時則應(yīng)用珠光體耐熱鋼或奧氏體耐熱鋼。也采用普通低合金鋼建造鍋爐,如12錳、15錳釩、18錳鉬鈮等。




這類鋼必須同時保證化學(xué)成分和力學(xué)性能。其牌號是采用兩位數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分?jǐn)?shù)。例如45鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%;08鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%。
優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造機(jī)器零件。一般都要經(jīng)過熱處理以提高力學(xué)性
能。根據(jù)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同,有不同的用途。08、08F、10、10F鋼,塑性、韌性高,具有優(yōu)良的冷成形性能和焊接性能,常冷軋成薄板,用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機(jī)上的冷沖壓件,如汽車身、拖拉機(jī)駕駛室等;15、20、25鋼用于制作尺寸較小、負(fù)荷較輕、表面要求耐磨、心部強(qiáng)度要求不高的滲碳零件,如活塞銷、樣板等;30、35、40、45、50鋼經(jīng)熱處理(淬火+高溫回火)后具有良好的綜合力學(xué)性能,即具有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性,用于制作軸類零件,



與日本、德國、美國生產(chǎn)的齒輪鋼相比,中國齒輪鋼存在的差距主要是:鋼的牌號未形成系列化,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)落后;鋼的淬透性帶較寬,國外鋼的淬透性帶已經(jīng)達(dá)到4HRC,而中國在6-8HRC左右,并且不夠穩(wěn)定;鋼的純凈度較低,從日本、德國、奧地利等國進(jìn)口的齒輪鋼,其氧含量波動在(7-18)×10-6,中國在(15-25)×10-6左右,并且非金屬夾雜物彌散程度不夠,分布不均,大顆粒夾雜物較多;晶粒度要求不同,中國齒輪鋼晶粒度級別一般要求5-8級,而日本特別強(qiáng)調(diào)滲碳齒輪鋼的晶粒度應(yīng)不粗于6級;日本開發(fā)了低硅抗晶界氧化滲碳鋼系列,可使晶界氧化層降低到≤5μm,而SCM420H等Cr-Mo鋼為15-20μm;平均使用壽命短,單位產(chǎn)品能耗大,勞動生產(chǎn)率低。此外,在軋制過程中如何保證疏松等低倍缺陷在很小且芯部范圍內(nèi),也是中國未曾研究的領(lǐng)域,因為低倍組織缺陷會對零件后續(xù)加工以及熱處理變形帶來很多不利影響。




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